經(jīng)過爭論,現(xiàn)在(21世紀(jì)初)對磁粉芯等已經(jīng)取得了一致認(rèn)識,即認(rèn)為它屬于軟磁復(fù)合材料。軟磁復(fù)合材料是將磁性微粒均勻分散在非磁性物中形成的。與傳統(tǒng)的金屬軟磁合金和鐵氧體材料相比,它有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):磁性金屬粒子分散在非導(dǎo)體物件中,可以減少高頻渦流損耗,提高應(yīng)用頻率;既可以采取熱壓法加工成粉芯,也可以利用現(xiàn)在(21世紀(jì)初)的塑料工程技術(shù),注塑制造成復(fù)雜形狀的磁體;具有密度小,重量輕,生產(chǎn)效率高,成本低,產(chǎn)品重復(fù)性和一致性好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是由于磁性粒子之間被非磁性體分開,磁路隔斷,磁導(dǎo)率現(xiàn)在(21世紀(jì)初)一般在100以內(nèi)。不過,采用納米技術(shù)和其他措施,國外已有磁導(dǎo)率超過1000的報(bào)導(dǎo),Z大可達(dá)6000。
軟磁復(fù)合材料的磁導(dǎo)率受到很多因素的影響,如磁性粒子的成分,粒子的形狀,尺寸,填充密度等。因此,根據(jù)工作頻率可以進(jìn)行調(diào)整。
磁粉芯是軟磁復(fù)合材料的典型例子。現(xiàn)在(21世紀(jì)初)已在20kHz至100kHz甚至1MHz的電感器中取代了部分軟磁鐵氧體。例如鐵硅鋁磁粉芯,硅含量為 8.8%,鋁為5.76%,剩余全為鐵。粒度為90~45μm,45~32μm和32~30μm。用硅樹脂作粘接劑,1%左右硬脂酸作潤滑劑,在 2t/cm2壓力下,制成13×8×5 的環(huán)形磁芯,在氫氣中用673°K,773°K,873°K退火,使磁導(dǎo)率達(dá)到100,300,600。在 100kHz下?lián)p耗低,已經(jīng)代替軟磁鐵氧體和MPP磁粉芯用于電感器中。
已經(jīng)有人對大功率電源的電感器用軟磁復(fù)合材料——磁粉芯進(jìn)行了開發(fā)研究。在20kHz以下,磁導(dǎo)率基本不變。在1.0T下,磁導(dǎo)率為100左右。50Hz~20kHz損耗小,可制成100kg重量以上的大型的磁芯,而且在20kHz下音頻范圍,噪聲比環(huán)形鐵氧體磁芯降低10dB。可以在大功率電源中代替硅鋼和軟磁鐵氧體。
有人用鈷/二氧化硅(Co/SiO2)納米復(fù)合軟磁材料制作不同于薄膜的大尺寸磁芯。鈷粒子平均尺寸為30μm,填充度40%至90%,經(jīng)過攪拌后,退火形成Co/SiO2納米復(fù)合粉,然后壓制成環(huán)形磁芯。磁導(dǎo)率在300MHz以下,都可達(dá)到16。鎳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率為12,而且在100MHz 以后迅速下降。證明在高頻和超高頻下,軟磁復(fù)合材料也可取代部分鐵氧體市場。